Тягач «Ворошиловец» имел нормальную компоновку с передним низким расположением двигателя, последовательно за ним — агрегатов трансмиссии, лебедки и привода задних ведущих звездочек. Умеренная высота двигателя позволила рационально разместить его под полом кабины — позже такую компоновку стали применять и на других тягачах. Через боковины выступающей вперед части капота, а также через люки в кабине был возможен доступ к обслуживающим системам. Дизель имел четыре воздушно-масляных фильтра (два из них — в кабине), основную систему запуска от двух электростартеров по 6 л.с. и дублирующую — пневматическую, авиационного типа, сжатым до 150 атм воздухом из баллона. При температуре воздуха свыше 0 °С для устойчивого запуска было достаточно минимального давления воздуха 40 — 50 атм. К сожалению, при низких температурах требовался, как и для многих других дизелей, длительный предпусковой подогрев. Радиатор набирался из 12 съемных трубчатых секций (взаимозаменяемых с устанавливаемыми на тягаче «Коминтерн»), а шестилопастный вентилятор имел ременный привод, одновременно демпфирующий крутильные колебания двигателя. Система смазки с «сухим» картером и отдельным маслобаком не ограничивала предельный угол подъема и крена машины. Применение дизельного двигателя сделало неизбежной установку мощного маслорадиатора. Главный фрикцион — многодисковый, сухой, танкового типа, с педальным управлением. Связанный с ним карданным валом мультипликатор удваивал число передач в трансмиссии, несколько разгружал ее (обе ступени — ускоряющие) и доводил общий силовой диапазон до 7,85. Впоследствии в мультипликатор вместо надвижных были введены шестерни постоянного зацепления с зубчатой муфтой, что значительно облегчало переключение передач, уменьшало износ и практически ликвидировало поломки узла. Четырехступенчатая коробка передач (по традиции ХПЗ — автомобильного типа) выполнялась в одном корпусе с конической парой и включала в себя многодисковые (сталь по стали) бортовые фрикционы с тормозами по типу танка БТ. В трансмиссии случались и поломки — конструкторы только приобретали опыт взаимодействия с необычайно мощным и жестким в работе дизельным двигателем.
Ходовая часть базировалась на восьми равнорасположенных сдвоенных опорных катках, сблокированных попарно в балансирные тележки с рычажно-пружинной уравнительной подвеской. Она давала хорошую плавность хода и более равномерное распределение нагрузки по гусенице, что благоприятно сказывалось на проходимости. Из-за смещения центра тяжести тягача назад при буксировке прицепов пружины задней тележки были сделаны более жесткими, чем передней. Резиновые бандажи на катках и направляющих колесах отражали скоростную направленность ходовой части тягача. Гусеница — мелкозвенчатая, танкового типа, с мелкими грунтозацепами — имела недостаточное сцепление с грунтом, особенно на обледенелой и заснеженной дороге, и плохо очищалась от грязи. Это было общей бедой всех довоенных быстроходных тягачей, когда еще не удавалось совместить требуемые скоростные качества и высокие тяговые свойства гусениц. Поэтому «Ворошиловец» в эксплуатации не мог полностью реализовать свою высокую мощность — сила тяги по сцеплению с грунтом не превышала 13 000 кгс при скорости движения 3,5 км/ч, хотя по двигателю могла бы достигать 16 900 кгс. Съемные добавочные почвозацепы (шпоры) поднимали тяговые свойства гусеницы, но через 50 км выходили из строя и требовали замены.
Реверсивная лебедка, размещенная посредине под кузовом, имела горизонтальный барабан емкостью 30 м 22-мм троса с выдачей его по роликам вперед, что наряду с подтягиванием грузов или прицепов (с усилием до 12 тс) делало возможным и самовытаскивание тягача. Привод лебедки производился от мультипликатора через реверс-редуктор. Управление лебедкой и торможение груза на тросе осуществлялось из кабины. К сожалению, отсутствовала возможность отключения барабана для ручного разматывания троса.
Рама — сварная из двух продольных швеллеров, для жесткости связанных многочисленными поперечинами, косынками и площадками под агрегаты, — закрывалась снизу съемными листами. Сзади имелся поворотный замковый крюк с буферными пружинами, рассчитанный на повышенное тяговое усилие. Машина была хорошо оснащена электрооборудованием с 24-вольтовым киловаттным генератором, четырьмя аккумуляторами, полным комплектом приборов освещения и сигнализации. Сидевший слева водитель располагал набором из 10 одних только контрольных приборов, не считая часов. Кабину, как и ранее, использовали от грузовика ЗИС-5, но заметно ее переоборудовали и расширили. Для вентиляции и связи с расчетом на платформе в задней части кабины сделали два люка.